甜味剂在酸乳饮料中的应用现状

《中国食品添加剂》 China Food Additives 2004 No．3 甜味剂在酸乳饮料中的应用现状 乐晓洁 (天津科技大学食品科学与生物工程学院， 天津300222) 摘要：介绍了目前国内外批准使用的常用甜味剂的性质、安全、应用和发展情况，主要能应用于酸乳饮料行 业的，重点介绍了高甜度甜味剂、低热量功能性甜味剂和天然甜味剂。 关键词：酸乳饮料，甜味剂，性质，安全，发展 Sweetener’s Application in Yoghourt Drink Le Xiaojie (CoHege of Food Science&Bio·engineering，Tianjin Science&Technology University，Ti in 300222) Abstract：It was introduced some sweetening agents and their characteristic，security，application and development used in yo— shou~幽nI‘m~jor at home and abroad。including high sweetness sweetening agents。low calorie functional sweetening agents and natural sweetening agents． Key words：Sweetening agents，Characteristic，Security，Application，Development 1 前言 目前，全世界食品添加剂年贸易额约200亿美 元中甜味剂占到了15亿美元，可见其发展潜力之 大。我国至2002年止，卫生部共批准使用了20种 甜味剂。甜味剂按其甜度可分为高甜度甜味剂和 低甜度甜味剂，按其来源可分为天然甜味剂和人工 合成甜味剂。天然甜味剂包括蔗糖、葡萄糖、果糖 等糖类，但在食品加工中通常将蔗糖、葡萄糖、果糖 等糖类不作为食品添加剂，而作为营养素或食品配 料。 酸乳饮料是将鲜乳或乳制品用乳酸菌(常采用 嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌)或酵母发酵加入 糖、食用香精等配料而制得的发酵型乳饮料。发酵 型酸乳饮料不仅具有比配制型乳饮料更加优良的 风味，而且具有一定的营养保健作用，因此有广泛 的市场和发展前景。 甜味剂是酸乳饮料生产中的基本原料，使用甜 味剂的目的是赋予酸乳饮料以甜味，酸乳饮料有一 90 定的甜味感才能适合人们的嗜好。由于酸乳饮料 的 pH在 3．6～4．2之间，因此能在酸乳饮料中应用 的甜味剂需要具备良好的耐酸性，不会破坏酸乳饮 料的乳酸菌群。可在酸乳饮料中使用的甜味剂很 多，但由于食糖热量大、后味发酸，可引发糖尿病、 肥胖、龋齿，因此低热量、高甜度的功能性甜味剂受 到普遍的欢迎，其研究和开发也越来越受到重视。 2 甜昧剂 2．1 安赛蜜(A0 ll丘T-e Potamnml和Aeesuifan~K) 安赛蜜(乙酰磺胺酸钾)于1967年由K．Clauss 和H．Jensen发明，赫斯特公司开发，是高甜度甜味 剂新品，甜度为蔗糖的200倍，无臭白色结晶粉末。 FAO／WHO认可安赛蜜的安全性，并确定其 ADI值 为0～15mg／kg BW(fao／who，1980，1983)。安塞蜜 具有良好的口感和稳定性，在 pH=3～7范围内稳 定，无热量，不腐蚀牙齿。通过各种毒理实验证实 安赛蜜在人体内不蓄积、无致癌、致畸、致突变的危 险。安塞蜜的生产工艺是双乙酰酮与胺基磺酸反 应，后经 sO 环化反应、KOH中和、结晶工序制得， 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 2Oo4 No．3 原料易得。我国2000年产量约为2000吨，有少量 出口。按我国安赛蜜用于酸乳饮料的最大使 用量为0．3g／kg，按 13本标准在乳酸菌中的使用量 为0．3～0．5g／kg。目前世界已有 100多个国家和 地区批准使用，市场售价 9万元／t。 2．2 甜蜜素(Soduim Cy~amte) 甜蜜素(环乙基氨基磺酸钠)于 1937年由美国 人Michael sveda发明，1949年美国将其用于食品， 60年代开始工业化生产。甜蜜素是一种低热量甜 味剂，在肠道内不完全吸收，对人体安全无害，已在 全世界 80多个国家批准允许使用，其 ADI值为 0～1lmg／kg BW(JECFA，1982)。甜蜜素在光、热、 空气中稳定，有耐酸碱不潮解甜味纯正等优点，可 以代替蔗糖或与蔗糖混合使用，能高度保持原有食 品风味，并能延长食品的保存时间。甜蜜素的生产 是由氨基磺酸钠和环己胺反应精制而成，原料易 得，工艺简单，2002年我国产量已达到 5万多吨， 售价 1．06万元／t。按我国标准允许在饮料中使 用，其最大使用量0．65g／kg。 2．3 三氯蔗糖(Trichlorsucrose) 三氯蔗糖(蔗糖素)白色结晶粉末，是 1967年 由英国人 Leslie Hough等人发明的一种蔗糖衍生 物。具有近似于蔗糖的柔和甜味，甜度是蔗糖的 500～6OO倍，对热稳定，pH范围广，从酸性至中性。 据报道在饮料的pH为3～5和通常温度下，可以储 藏1年以上不发生任何变化尤其在发酵乳和乳酸 饮料生产总添加使用时不会被一般的乳酸菌和酵 母菌分解，也不会对发酵过程产生阻害，非常适用 于发酵乳类、酸乳饮料的生产。同时热量低，在体 内基本不代谢，对人体安全无毒，对牙齿无腐蚀性。 世界上已有 30多个国家和地区允许使用，ADI值 为0～15mg／kg BW(JECFA，1990)。三氯蔗糖是在 蔗糖的基本骨架上有选择性地导人 3个氯的蔗糖 氯化衍生物，目前世界市场销售量为 130～140t／a， 国内尚无报道有生产的单位。我国目前已批准将 三氯蔗糖应用于加工食品中，按标准规定在饮料中 的允许添加量为0．25g／kg。13本在酸乳饮料中三 氯蔗糖的添加量为≤0．40g／kg。 2．4 阿斯巴甜(As[~trgallle，简称 APM) 阿斯巴甜(L一天冬氨酰一L一苯丙氨酸甲酯) 白色粉状或针状晶体，在常温弱酸性(pH=3～5) 下十分稳定，是一种安全性较高的二肽型甜味剂。 1965年由美国Searle公司首先发现，1970年由美国 孟山都公司申请发明专利，经JECFA和WHO鉴定 确认为国际A(1)级，已有 100多个国家批准允许 使用，其 ADI值为40mg／kg BW(JECFA，1981)。阿 斯巴甜摄人人体后迅速代谢成天门冬氨酸和苯丙 氨酸，其口感较接近蔗糖，无不愉快后味，且热值较 低。目前，阿斯巴甜的生产均由化学合成法或生物 合成法制得，主要原料是 L一苯丙氨。世界上生产 阿斯巴甜的公司主要为美国的纽特公司和日本的 味之素株式会社，其世界市场需求量为 15000t／a， 美国是APM最大的消费国，APM占了美国甜味剂 市场的9o％。但由于APM价格过高在发展中国家 的应用不是很广。目前我国APM的产量已达到 2000t／a，市场售价 32万元／t。按我国标准规定， APM可用于各类食品(罐头除外)，其使用量为0．3 ～ 0．4g／kg。 2．5 甜叶菊苷(Stevioside) 甜叶菊苷(甜叶菊糖、甜菊糖苷)是甜叶菊叶片 中含有的甜味物质，为白色、无臭的结晶性粉状，有 清凉甜味，浓度高时带有轻微的类似薄荷醇的苦味 及一定程度的涩味，但随着分离技术的提高及与蔗 糖的配合使用，苦味已不是问。甜叶菊苷耐高 温，在 pH=3～9范围内稳定，属非发酵性类，不为 微生物同化和发酵，不引起美拉德反应，可保持制 品白色，ADI值为 5．5mg／kg BW。经长期食用，证 明安全无毒。甜叶菊苷的生产工艺简单，从甜叶菊 中提取甜菊苷的主要方法有溶剂提取，用水和乙醇 提取然后用离子交换树脂分离；电解法；透析法；分 子筛法；醋酸铜法和H2s法等。自从70年代从日 本引进目前我国的生产能力达到 2000t／a左右，按 我国标准规定使用范围为糖果、饮料、糕点，最大使 用量按生产需要适量使用。 2．6 甘草甜素(Clycyrrhizin) 甘草甜素是豆科多年生植物甘草根、茎种提取 得天然甜味物质，分为两种，一种是经天然物抽出 的浸提物，另一种是经精制后的钠盐。甘草甜素甜 味来得较慢，后味微苦，无热量，应用范围广，稳定 性高。在酸乳饮料中使用具有增香效果，甘草甜素 的主要市场在日本，美国一般将其作为增香剂，目 前我国仅有少数地方有小批量生产。甘草甜素是 美国FDA列入“公认得安全物质”中最甜的甜昧剂 之一，按我国的标准规定可根据正常生产需要使 91 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 20O4 No．3 用。 2．7 索马甜(Thamnatin) 索马甜是包含在西非热带雨林中的一种植物 (Thaumatocouus danielli Benth)的成熟果实中的天然 蛋白质甜味剂，是目前公认世界上最甜的植物。索 马甜甜味爽口持续时间长，无异味，如与砂糖或其 它甜味剂并用，能增强食品原料的香味，并能遮盖 和减弱食品中所包含的苦、涩、咸、酸等味道。它对 热稳定性好，在酸性范围内不发生凝聚 pH2～10内 稳定性好。英国食品添加剂污染委员会研究 Thaumatin无毒性，无致畸性，无突变性；美国也认 可其安全性，允许在食品中无限量添加。目前 Thaumatin已在欧美几十个国家和Et本被允许使 用，但我国尚未批准。 2．8 低聚木糖 低聚木糖是功能性低聚糖中的一种，是由2～ 7个木糖以G(1—4)糖苷键结合构成的，甜度约为 蔗糖的 50％，甜味纯正。低聚木糖具有低热能、高 效(对双歧杆菌增殖效果)不被人体消化吸收，提高 人体免疫力等功效，适宜糖尿病人使用。它能广泛 地应用于食品工业，在 pH=2．5～8．0范围内稳定 性好，同时还具有降低水分活度的作用，能延长产 品货架期。低聚木糖主要采用多糖降解的方法制 备，有酸水解法、热水抽提法、酶水解法和微波降解 法四种。目前，国外主要是Et本和欧洲市场将低聚 木糖商品化，我国起步较晚，2002年产量达到 1．4 万 t，售价 2．35万元／t。 2．9 果葡糖浆( ) 果葡糖浆(亦称高果糖浆)，无色无臭的粘稠液 体，根据果糖含量的多少可分为三类，甜度为蔗糖 的0．9～1．1倍。果葡糖浆具有冷甜性，甜味纯正， 风味无掩盖性，强渗透性高溶解度，同时还具有抗 龋齿作用，可直接被人体代谢吸收，适合糖尿病人 使用，不耐热但耐酸，可应用于各类饮料。FDA认 为果葡糖浆是 GRAS(Generally Recognized As Safe)， 使用量按实际生产需要确定。在生产中可以采用 双酶法来制取果葡糖浆，自它开发至今，已形成近 1000万 t／a的市场规模，有 2O多个国家和地区进 行工业化生产。美国是世界果葡糖浆生产和消费 大国，年产量占世界总产量的75％以上，我国起步 与7O年代，目前只有约 1O万 t／a的产量且发展缓 慢。 92 2．10 麦芽糖醇 麦芽糖醇(4一O—a—D一葡萄糖基 一D一葡萄 醇)，无色透明晶体，是由麦芽糖氢化而来的低热量 甜味剂。它甜性温和，无异味，对热及酸均相当稳 定，在 pH=3～7之间稳定性很好，且具有防蛀牙 的功效，不能被人体消化吸收，排泄性较好。2002 年全球年产麦芽糖醇液 8万 t。 2．11 赤藓醇(Ergt~to1) 赤藓醇(1，2，3，4一丁四醇)白色晶体，广泛存在 于水果和发酵食品中。赤藓醇甜味协和有轻微的爽 口感，特别是与阿斯巴甜和甜菊糖混合使用的效果 更佳，甜度为蔗糖的65％。它摄人体内后，不会被代 谢分解，只有0．2千卡／克的热值，不致龋齿，临床实 验证明不会影响人体血液中的血糖和胰岛素水平， 适于糖尿病人。赤藓醇对酸性环境具有高稳定性， 不发生美拉德反应，由于其安全无毒，已被大部分国 家批准使用。在酸乳制品应用中，添加 10％赤藓糖 醇的酸乳，其酸味上升很少，能延长其货架期。 2．12 乳糖醇 乳糖醇，白色结晶粉末，是一种低热量甜味剂。 具有防肥胖、防龋齿、增殖双歧因子等保健功效，适 合糖尿病人使用。乳糖醇的稳定性较强，在酸性和 碱性食品中添加可避免其变质，能较好地保持食品 原有的色香、味。由于乳糖醇具有的特殊功能、保 健价值以及食用安全性，今年来在国外发展较快， 应用较广，我国则刚刚起步。 2．13 新型甜昧剂 2．13．1 NTM(Neotame) NTM(N一[N一(3．3一二甲基丁基一L—a一天 冬氨酰)]一L一苯丙氨酸甲酯)是 ASP的N一取代 衍生物。它甜度达到蔗糖的 8000倍，在酸性和碱 性范围内稳定性好，几乎涵盖了所有的食品，且热 量低。目前，NTM已在全世界21个国家申请了专 利，但还未通过 FDA的批准。 2．13．2 帕拉金糖 帕拉金糖(异麦芽酮糖)是蔗糖同分异构体，具 有营养性，不致龋齿，不被人体代谢等特性。它在 酸性条件下不分解，甜度为蔗糖的45％，广泛地应 用于加工食品中，目前我国已有专利报道。 2．13．3 新橙皮苷 新橙皮苷是一种从西班牙酸橙地果皮中提取 (下转 101页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 20I No．3 色谱柱等柱分离方法提纯出低聚龙胆糖，也可采用 膜分离、晶析法等方法将葡萄糖去除。如上述酶反 应液用水稀释至 40％后，经活性炭脱色、离子交换 树脂脱盐后，蒸发浓缩至固形物含量 80％左右，然 后加入0．5％葡萄糖晶体，置于容积为1L的夹套 搅拌式晶析装置中，将温度从45℃缓慢降至20℃， 以析出葡萄糖晶体，最后在篮式离心分离器(80孑L 目滤布)分离出晶体。 或可以将反应液稀释至40％，经活性碳脱色、 离子交换树脂脱盐、蒸发浓缩至含固形物含量 60％左右后，在 75℃下通过 内径为 2em、长度为 120em的填充了阳离子交换树脂 Dowex99的柱子 中，然后收集得到低聚龙胆糖组分。 参考文献 1．郑健仙编著．现代功能性粮油制品开发．北京：科学技术文 献出版社，2003 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